【摘 要】
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固体除湿空调系统可由低品位能源驱动且无污染,吸附剂是固体除湿空调系统的核心。为解决传统固体除湿材料除湿效率低,除湿能耗高等问题,本文制备了具有高水蒸气吸附量、吸附/脱附速度快并且水热稳定性好的负载型改性硅胶复合除湿材料和金属有机框架材料/陶瓷纤维纸除湿材料两种除湿材料。采用氮气吸附-解吸法（BET）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（PXRD）和热重分析（TG）对除湿材料进行了表征和分析。研究了两种
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固体除湿空调系统可由低品位能源驱动且无污染,吸附剂是固体除湿空调系统的核心。为解决传统固体除湿材料除湿效率低,除湿能耗高等问题,本文制备了具有高水蒸气吸附量、吸附/脱附速度快并且水热稳定性好的负载型改性硅胶复合除湿材料和金属有机框架材料/陶瓷纤维纸除湿材料两种除湿材料。采用氮气吸附-解吸法（BET）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（PXRD）和热重分析（TG）对除湿材料进行了表征和分析。研究了两种除湿材料的动态除湿性能和除湿再生循环性能;并将金属有机框架材料/陶瓷纤维纸除湿材料制备成蜂窝固体除湿器,通过自主搭建试验台对除湿器进行性能研究。实验研究了负载型改性硅胶复合除湿材料在中高湿度下的除湿性能。结果表明:当制备条件为50 ml水、30 ml硅溶胶、浸渍时间为10 min时,所制备的Mg-B-Ca（25%）除湿性能最好,相比传统硅胶除湿量提高了 3.2倍,且具有良好的再生性能。吸附动力学显示:水蒸气在Mg-B-Ca（25%）上的扩散系数为31.45～45.1×10-10 cm2/s（温度条件为20～40℃）,吸附活化能为13.72 kJ/mol,对水蒸气的吸附遵循伪一级动力模型。实验研究了金属有机框架材料/陶瓷纤维纸（MIL-101/CFP）除湿材料在中高湿度下的除湿性能。结果表明:当涂覆率C为70%时,金属有机框架材料/陶瓷纤维纸除湿材料（MIL-101/CFP-70）具有高的平衡除湿能力且能实现高的除湿率;和吸附量比传统硅胶吸附材料高100 mg/g,且具有很好的水热稳定性。吸附动力学显示:水蒸气在MIL-101/CFP-70上的扩散系数为1.71～2.41×10-10 cm2/s（温度条件为20～50℃）,其吸附活化能为9.71 kJ/mol,且水蒸气的吸附遵循伪一级动力模型。应用金属有机框架材料/陶瓷纤维纸（MIL-101/CFP-70）制备了蜂窝固体除湿器,并在不同实验工况下进行了性能测试。结果表明:蜂窝固体除湿器最佳吸附-脱附时间为8min时,除湿效率和除湿量最大;当相对湿度处于70～90%时,再生温度在50～70 ℃时,除湿性能系数为0.83～0.95,且具有很高的除湿效率和除湿量;采取预冷的方式降低处理空气的进口温度可以提高除湿系统的DCOP。当吸附-脱附时间为8 min、处理风速为2 m/s、再生风速为2 m/s且再生温度为70℃时,除湿器具有最佳的综合性能表现,其除湿效率为44.70%,单位质量除湿量为4.90 kg/（kg·h）,除湿性能系数为0.95。
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